气相色谱在水质检测中的应用

气相色谱在水质检测中的应用第一页，共三十六页，编辑于2023年，星期日在新的《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006中，检测项目由原来的35项，增加到106项，其中有机项目53项，气相色谱检测41项。第二页，共三十六页，编辑于2023年，星期日气相色谱简介对于气相色谱，流动相为气体，是一种具有很高灵敏度的陈述的分析技术。用气相色谱仪分析的物质必须是在一定条件下能够汽化的。第三页，共三十六页，编辑于2023年，星期日气相色谱原理利用色谱柱对混合物的吸附能力、溶解度、亲和力、阻滞作用等物理性质的不同，对混合物中各组分进行分离、分析。第四页，共三十六页，编辑于2023年，星期日气相色谱组成部分气体：载气-用于传送样品通过整个系统的气体；检测器气体-某些检测器所需要的支持气体样品引入：将样品引入载气的过程色谱柱：实现样品组分的分离检测器：对流出柱的样品进行识别和响应数据采集：将检测器的信号转换为色谱图，以备手动或自动定性、定量之用第五页，共三十六页，编辑于2023年，星期日载气建议开始时的气源压力值填充柱载气压力0.40Mpa(60psi)毛细管柱载气压力0.55Mpa(80psi)空气（用于FID）压力0.55Mpa(80psi)氢气压力0.40Mpa(60psi)第六页，共三十六页，编辑于2023年，星期日进样口分流/不分流分流比=(分流出口流量+柱流量)/柱流量满足不分流模式的条件：

1、溶剂沸点低于化合物沸点

2、程序升温，柱箱初始温度低于溶剂沸点10℃-20℃3、设置好开阀时间(衬管体积×2/柱流量)温度的设定：使样品汽化的最低温度即可衬管的作用：汽化室玻璃棉：增加汽化速度，辅助汽化；挡住固体颗粒第七页，共三十六页，编辑于2023年，星期日色谱柱分析物质选择原则：相似相溶出峰顺序：非极性：按物质沸点极性：按相似相容原理，越相似的出峰时间越长如何提高柱效：

1、使用内径更小的柱子

2、减小固定相百分比组成或固定相液膜厚度

3、减小进样量

4、选用更长的柱子

5、使用程序升温改善后流出组组分峰形第八页，共三十六页，编辑于2023年，星期日色谱柱老化老化原因：新柱需预先老化以除去柱中残留的溶剂；长时间没有使用的柱子也需要老化以除去残留在柱子中的样品。第九页，共三十六页，编辑于2023年，星期日老化过程：填充柱：将柱子从检测器端卸下，避免对检测器的污染。将炉温设置比通常最高炉温高大约10℃，但比固定相最高温度低，老化过夜。毛细柱：将柱子从检测器端卸下，避免对检测器的污染。

1.在室温下吹15-30min以赶走Air,O2；

2.老化温度高于使用温度10℃，低于固定相最高温度20-30℃；

3.从室温开始程序升温10-15℃/min，达到最高温度保持20min即可。第十页，共三十六页，编辑于2023年，星期日不同类型柱子最佳流速柱内径载气最佳载气最佳

流量(mL/min)

线速度(cm/min)1/4”50-602.6-3.21/8”20-304.2-6.3毛细柱HP530系列柱(大孔径)3-522-380.320mm(粗径)1-320-410.200mm(细径)0.5-121-320.100mm(快速)0.2-0.542-106第十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期日检测器根据检测器不同，载气不同，选择原则

H２HeN２ArTCD√√√√√√FID√√√√√µECD√√√√√√

NPD√√√第十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期日氢火焰离子化检测器(FID)

将柱流出的样品和载气通过一个氢气-空气火焰。氢气-空气火焰本身只产生少许离子，但是当有机化合物燃烧时，产生的离子数量增加。极化电压把这些离子吸收到火焰附近的收集极上。产生的电流与燃烧的样品量成正比。此电流可被电流计检测并转换成数字信号，送到输出装置。第十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期日FID只对含有C-H键的化合物有响应。非碳氢化合物在FID上没有响应。响应值与化合物中含有的C-H键个数成正比，C-H键个数越多，检测器灵敏度越高。第十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期日FID点火故障原因气体：气体纯度不够；氢气与空气比例不对；载气或尾吹气流量较大。硬件：点火线圈坏了；喷嘴是否堵上；检测器收集极受潮或积水。设置：检测器温度；点火补偿2.0pA；大量芳烃作溶剂，火焰易熄灭。第十五页，共三十六页，编辑于2023年，星期日电子捕获检测器（ECD）ECD包括一个镀有63Ni的检测器。63Ni释放β-粒子，β-粒子产生电子。当样品组分的分子进入ECD并与电子碰撞，电子则被样品分子捕获而产生负电荷离子。自由电子越多，脉冲频率越低。当捕获电子的一个组分通过时，脉冲频率增加。此脉冲频率被转化为电压而被记录下来。第十六页，共三十六页，编辑于2023年，星期日ECD对某些化合物的灵敏度化合物相对于苯的响应值苯1甲苯3丙酮82,3-丁二酮800000正丁醇17氯苯1200溴苯76001-氯丁烷171-溴丁烷50001-碘丁烷1500000氯仿1000000四氯化碳6600000第十七页，共三十六页，编辑于2023年，星期日检测器操作条件检测器样品类型灵敏度范围载气+尾吹气氢气空气(mL/min)

FID碳氢化合物10-100pg20-6030-40200-50010ppb-99%TCD除载气外的5-100ng15-30n.a.n.a.

其它所有物质10ppm-100%ECD有机卤化物0.05-1pg30-60n.a.n.a.

氯化溶剂&农残50ppt-1ppmNPD有机氮化合物&0.1-10pg20-401-570-100

有机磷化合物第十八页，共三十六页，编辑于2023年，星期日部件维护进样口：衬管，分流平板色谱柱：不用时要安全保存起来检测器：污染FID，NPD可拆洗

TCD，ECD热清洗第十九页，共三十六页，编辑于2023年，星期日定量方法面积百分比法AREA%(不是定量方法)峰高百分比法HEIGHT%归一化法NORM%外标法ESTD内标法ISTD内标百分比法ISTD%外标百分比法ESTD%第二十页，共三十六页，编辑于2023年，星期日前处理方式顶空进样吹扫捕集固相萃取(SPE)固相微萃取(SPME)第二十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期日顶空进样顶空进样法是气相色谱特有的一种进样方法。适用于挥发性大的组分分析。原理：挥发性物质在一定的温度下，在一密闭的空间内气液两相达到平衡。此时气液中的浓度成正比，顶空是用气体中的浓度反映液体中的浓度的一种进样方法。第二十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期日优点：使待测物挥发后进样，可免去样品萃取、浓集等步骤，还可避免供试品种非挥发组分对色谱柱的污染，但要求待测物具有足够的挥发性。适用范围：被分析物在200℃以下挥发第二十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期日参数设置原则

2个压力：传输管线压力:比色谱柱柱头压大1psi

瓶加压压力

3个温度：瓶温度：比溶剂低15℃

瓶温度，样品环温度和传输线温度依次升高10℃6个时间：瓶加热时间30min

瓶加压时间0.2min

样品环填充时间0.2min

压力稳定时间0.05min

进样时间1min

循环时间GC循环时间瓶参数（第一个瓶，最后一个瓶）瓶振动参数低速、高速、不振动第二十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期日吹扫捕集吹扫捕集，是使用一连续气流从某一溶液或固体中吹扫出可挥发物。样品被吹扫一定时间并且挥发物通常会被一捕集装置富集下来。然后捕集管被加热以赶出可挥发物的一种装置。第二十五页，共三十六页，编辑于2023年，星期日第二十六页，共三十六页，编辑于2023年，星期日优点：取样量少、富集效率高、受基体干扰小、容易实现在线检测适用范围，挥发性有机物操作要点（解析温度、时间）第二十七页，共三十六页，编辑于2023年，星期日固相萃取固相萃取（Solid-PhaseExtraction，简称SPE）是近年发展起来一种样品预处理技术，由液固萃取和柱液相色谱技术相结合发展而来，主要用于样品的分离、纯化和浓缩。原理：SPE是一个包括液相和固相的物理萃取过程。在SPE过程中，固相对分析物的吸附力大于样品，当样品通过SPE柱时，分析物被吸附在固体表面，其他组分则随样品通过柱子，最后用适当的溶剂将分析物洗脱下来。第二十八页，共三十六页，编辑于2023年，星期日优点：提高分析物的回收率，减少样品预处理过程，操作简单、省时、省力。应用领域广泛。注意事项：所选溶剂类型、比例，小柱的选择，加盐干燥。第二十九页，共三十六页，编辑于2023年，星期日第三十页，共三十六页，编辑于2023年，星期日固相微萃取固相微萃取(SolidPhaseMicroextraction,SPME)是九十年代兴起并迅速发展的新型的、环境友好的样品前处理技术，无需有机溶剂，操作也很简便。第三十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期日原理：SPME方法包括吸附和解吸两步。吸附过程中待测物在样品及石英纤维萃取头外涂渍的固定相液膜中平衡分配，遵循相似相溶原理。这一步主要是物理吸附过程，可快速达到平衡。如果使用液态聚合物涂层，当单组分单相体系达到平衡时，涂层上吸附的待测物的量与样品中待测物浓度线性相关。第三十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期日SPME有两种萃取方式，一种是将萃取纤维直接暴露在样品中的直接萃取法；另一种是将纤维暴露于样品顶空中的顶空萃取法。第三十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期日优点：简便，易操作，避免有机溶剂对环境的二次污染。缺点：拘束使用一个带有吸附剂的探针。吸附剂的种类是根据被分析物来进行选择。适用范围：大多数有机物的测定注意事项：保护玻璃纤维以防折断第三十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期日新标准的应用

有机物进样方式色谱柱检测器苯系物顶空进样DB-WAXFID三卤甲烷、三氯乙醛顶空进样